Американские ученые из Школы морских, атмосферных и наук о Земле Розенстила сделали открытие, которое может существенно изменить представления о жизни в Мировом океане. Используя методы высокопроизводительных вычислений, исследователи проанализировали общедоступные наборы морских данных и выявили 230 ранее неизвестных науке гигантских вирусов. Результаты их работы, как сообщает портал phys.org, были опубликованы в научном журнале Nature npj Viruses.
В ходе исследования было обнаружено, что эти гигантские вирусы играют ключевую роль в выживании одноклеточных морских организмов, так называемых протистов. К ним относятся водоросли, амебы и жгутиконосцы, составляющие основу пищевых цепей в океане. Поскольку протисты являются важной частью экосистемы, крупные ДНК-вирусы, заражающие их, часто становятся причиной таких явлений, как вредоносное цветение водорослей, представляющее опасность для здоровья человека.
Самым неожиданным открытием стало обнаружение в геномах вирусов генов, отвечающих за клеточные функции, которые традиционно считались присущими только клеточным организмам. В частности, было охарактеризовано 530 новых функциональных белков, девять из которых участвуют в процессе фотосинтеза. Это указывает на то, что вирусы способны манипулировать метаболизмом своего хозяина во время инфекции, напрямую влияя на процессы фотосинтеза и углеродного обмена.
По мнению авторов исследования, более глубокое понимание разнообразия и роли гигантских вирусов поможет научиться прогнозировать и, возможно, контролировать вредоносное цветение водорослей, которое является проблемой для многих прибрежных регионов по всему миру. Гигантские вирусы часто выступают основной причиной гибели фитопланктона, который поддерживает всю океаническую экосистему и служит источником пищи. Кроме того, обнаруженные в вирусах уникальные функции могут иметь биотехнологический потенциал, поскольку некоторые из них могут представлять собой новые ферменты.
Такое масштабное открытие стало возможным благодаря созданию инновационного биоинформатического инструмента под названием BEREN. До недавнего времени гигантские вирусы оставались практически незамеченными из-за ограничений научных методов. Новая программа позволила идентифицировать геномы вирусов в обширных наборах данных секвенирования ДНК, полученных в ходе девяти крупных проектов по отбору проб в океане от полюса до полюса. Для обработки огромных массивов информации использовался суперкомпьютер Pegasus.
Это исследование закладывает основу для совершенствования существующих инструментов обнаружения новых вирусов, что может значительно улучшить возможности мониторинга загрязнения и патогенов в мировых водных путях. Созданный учеными инструмент BEREN находится в открытом доступе и может быть использован другими научными группами для дальнейшего изучения вирусного мира нашей планеты.
